способ получения адсорбента

Формула изобретения

Способ получения адсорбента на основе оксида алюминия, включающий обработку ультрадисперсного соединения алюминия водой с последующим прокаливанием продукта, отличающийся тем, что обработке водой подвергают ультрадисперсный порошок алюминия с удельной поверхностью 5 20 м²/г, полученный путем электрического взрыва алюминиевой проволоки в среде аргона, обработку водой ведут при 50 60^oС, а прокаливание при 300 500^oС в течение 1 3 ч.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области синтеза адсорбентов на основе оксидных материалов и может быть использовано для повышения эффективности процессов адсорбции органических и неорганических веществ из водных растворов, очистки промышленных сточных вод, содержащих нефтепродукты, тонкой доочистки питьевой воды, а также в каталитических процессах химической технологии.

Наиболее близким к заявляемому решением является описанный в работе [1] способ получения гидроокиси алюминия и оксида алюминия путем электроэрозионного диспергирования алюминиевой проволоки в воде с последующим прокаливанием гидроокиси при температуре 400^oC в течение 6 8 ч. Удельная поверхность полученного в данных условиях оксида алюминия составляет 400 м²/г. Технико-экономическое обоснование показывает, что данный способ может стать одним из наиболее эффективных промышленных способов получения активного оксида алюминия.

Недостатком данного технического решения представляется недостаточно высокая удельная поверхность, большая длительность процесса прокаливания и небольшая емкость адсорбента по отношению к органическим веществам, в частности водорастворимым нефтеродуктам.

Целью настоящего изобретения является разработка способа получения адсорбента на основе высокодисперсной высокоактивной окиси алюминия из ультрадисперсного порошка алюминия продукта электрического взрыва алюминиевых проводников в среде аргона (Бурцев В.А. Калинин Н.В. Лучинский А.В. Электрический взрыв проводников и его применение в электрофизических установках. М. Энергоатомиздат, 1990 288 с.).

Указанная цель достигается тем, что исходный ультрадисперсный порошок алюминия с удельной поверхностью 5 20 м²/г обрабатывают горячей 60^oC водой, а полученную гидроокись прокаливают при температуре 300 - 550^oC в течение 1 3 ч. В результате получают адсорбенты с удельной поверхностью 415 725 м²/г.

Отличительными особенностями заявленного технического решения являются способ получения адсорбента из ультрадисперсного порошка алюминия, полученного в свою очередь методом электрического взрыва проводников, путем растворения в горячей дистиллированной воде и прокаливание гидроокиси при температурах 300 550^oC в течение 1 3 ч.

Пример 1 (по прототипу)

Адсорбент, полученный путем электроэрозионного растворения алюминиевой проволоки в воде и прокаливания при 400^oC в течение 6 часов, имеет удельную поверхность 405 м²/г. Емкость адсорбента в статических условиях (при контакте с раствором без перемешивания) по водорастворимым нефтепродуктам составляет 0,25 мг/г сорбента, по фенолам 0,009 мг/г сорбента, по железу 0,20 мг/г сорбента.

Пример 2 (заявляемое решение)

Ультрадисперсный порошок алюминия растворяют в дистиллированной воде при температуре 60^oC, полученную гидроокись прокаливают при температуре 300^oC в течение 2,5 ч. и получают оксид алюминия с удельной поверхностью 725 м/г. Емкость адсорбента составляет по водорастворимым нефтепродуктам 5,1 мг/г, по фенолам 0,100 мг/г, по железу 0,65 мг/г сорбента.

Удельная поверхность определялась методом тепловой десорбции аргона.

Удельная поверхность полученных адсорбентов в зависимости от условий получения приведена в табл.1. Данные табл. 1 показывают, что наиболее оптимальным режимом прокаливания для получения оксида алюминия с удельной поверхностью более 400 м²/г является прокаливание при температурах 300 550^oC в течение 1 3 ч. обеспечивающее образование оксида алюминия с высокой удельной поверхностью и отсутствие спекания и агломерации частиц.

Характеристика сорбционной активности адсорбента в сравнении с прототипом приведена в табл. 2.

Образцы полученных адсорбентов относятся к типу однопористых (ультрапористых) с размерами пор менее 7А. Для образца с удельной поверхностью 725 м²/г пористая структура характеризуется следующими параметрами: объем микропор 0,026 см³/г для пор размером 2,6 4,9 А и 0,012 см₃/г для пор размером 4,9 6,1 А.

Приведенные данные показывают, что заявляемый способ получения активного адсорбента на основе ультрадисперсного оксида алюминия обеспечивает более высокую сорбционную емкость по отношению к водорастворимым нефтепродуктам, фенолам и тяжелым металлам, а также имеет более высокую удельную поверхность при меньшем времени прокаливания и, следовательно, меньших энергозатратах.